UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARIA DEPARTAMENTO DE ELECTRONICA Programación en Pascal Capítulo 2. Acciones Primitivas.

Transcripción

1 2. ACCIONES PRIMITIVAS. En los lenguajes de alto nivel existen cuatro instrucciones primitivas que reflejan lo que un computador puede realizar (en este nivel de abstracción). Se describirán las instrucciones empleando las secuencias de caracteres definidas en el Lenguaje Pascal; y se explicarán las acciones que se efectúan en el proceso o computación, dentro de una Máquina Virtual Pascal. Se denomina máquina virtual, pues es una visión de cómo funciona el computador visto por un programador Pascal. 2.1 Entrada de Datos. También se denomina lectura de variables. Se codifica, en el texto: read(variable) read: es el nombre de la instrucción. Significa lea en castellano. variable: es el nombre de una variable de algún tipo declarado previamente. los paréntesis delimitan el nombre de la variable. Se interpreta, en el proceso: lee un valor, de acuerdo al tipo de la variable, y lo deposita en la memoria en el lugar que tiene asignado el nombre de dicha variable. lee el valor que se digite en el teclado o artefacto físico de entrada. Ejemplo: la lectura de una variable entera, consiste de la secuencia de dígitos decimales, digitados en el teclado; el fin del número se detecta al digitar un espacio (barra espaciadora) o al oprimir cualquier carácter que no sea un dígito decimal. Esta acción primitiva modela el canal de entrada; decir, el proceso de comunicación desde el medio externo hacia el computador. Prof. Leopoldo Silva Bijit

2 2.2 Asignación. Variable := expresión variable: es el nombre de una variable declarada previamente. la secuencia de caracteres := es el delimitador que separa la variable de la expresión, y que denota asignación. expresión: es una fórmula que define la computación de un valor cuyo tipo debe ser compatible con el de la variable de la izquierda. En la fórmula pueden aparecer variables y constantes relacionadas por los operadores permitidos para el tipo de datos. Se interpreta: lee desde la memoria el valor que tienen las variables en ese instante. luego realiza las operaciones descritas en la fórmula. finalmente deposita el valor del resultado en el espacio asociado a la variable que figura a la izquierda del símbolo de asignación. Ejemplo: x := y+z Si las variables de la expresión son de tipo numérico (enteros o reales), se dice que es una expresión aritmética. Si las variables de la expresión tienen el tipo Booleano (valores verdaderos o falsos) se dice que es una expresión lógica, o condición. También se dice lo mismo, si los operadores en la expresión son del tipo relacional (mayor, igual, menor, etc.). La asignación es una acción primitiva que modela la capacidad aritmético-lógica del procesador y también los procesos de comunicación entre la memoria y la unidad de proceso. Prof. Leopoldo Silva Bijit

3 2.3 Salida de Datos. UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARIA write(expresión) write: es el nombre de la instrucción. Significa escriba en castellano. expresión: con el mismo significado dado en 2.2 los paréntesis delimitan la expresión Se interpreta: calcula el valor de la expresión y lo envía, de acuerdo al tipo, como una secuencia de caracteres hacia el terminal. Por ejemplo: un valor lógico verdadero es enviado hacia el terminal como la secuencia de caracteres TRUE, que significa verdad en castellano. La secuencia de caracteres se escriben en la misma línea en que se encontraba el cursor, antes de ejecutar la instrucción de salida. Esta acción primitiva modela el canal de salida; es decir, el proceso de comunicación desde el computador hacia el medio externo. 2.4 Instrucciones de Salto. Secuenciación. Las instrucciones anteriores especifican claramente la información de entrada, la forma de manipulación (ya sea movimiento de datos, o cálculo) y dónde depositar el resultado. Falta aún especificar cual es la próxima instrucción que debe efectuarse. Sin este mecanismo no es posible establecer la secuencia finita de instrucciones o algoritmo. Existen dos mecanismos básicos para establecer el orden en que deben efectuarse las acciones primitivas: a) Concatenación. Acción compuesta. Begin acción1; acción2 end Prof. Leopoldo Silva Bijit

4 acción1 y acción2 son algunas de las acciones primitivas ya descritas. el ; (punto y coma) es un delimitador que separa las acciones. Begin (principio) y end (fin) marcan el comienzo y el fin, respectivamente, de una serie de acciones que se efectuarán en forma secuencial. Se interpreta: Se realiza acción1, la siguiente acción que debe realizarse es la acción2. La secuencia de caracteres, incluyendo el Begin y end, representan una acción compuesta o estructurada secuencialmente, en base a acciones primitivas. La acción compuesta se ilustra con dos acciones; pero evidentemente, pueden establecerse secuencias de más acciones. b) Salto condicionado. Se denomina condición a una expresión lógica que puede adoptar un valor verdadero o falso. Un salto implica que la siguiente instrucción a realizar debe tener una referencia que la identifique. El nombre de la instrucción a la que debe saltarse suele denominarse rótulo (label en inglés). Por razones que se darán más adelante, no emplearemos en Pascal un código para esta instrucción; a pesar de que puede implementarse con el repertorio disponible. Si la condición es verdadera la siguiente instrucción a realizar es la especificada por el rótulo asociado al valor verdadero; si el valor de la condición es falso la siguiente instrucción a realizar es la especificada por el rótulo asociado al valor falso. En Pascal puede implementarse a través de la alternativa y el salto incondicional. c) Salto incondicional. goto rótulo Prof. Leopoldo Silva Bijit

5 goto es el nombre de la instrucción. Significa 'vaya a' en español. rótulo es el identificador de la instrucción que deberá efectuarse a continuación. En Pascal es un número entero seguido de dos puntos, que debe preceder a la instrucción. En Pascal es la única instrucción de salto disponible. Los saltos modelan el secuenciador de instrucciones que es parte de la unidad de control del procesador. 2.5 Diagramas de Flujo. Las tres primeras acciones primitivas descritas actúan sobre datos, mientras que las instrucciones de salto corresponden a acciones de control o secuenciación. Las acciones sobre datos pueden representarse en forma gráfica mediante el siguiente símbolo: acción La flecha de entrada ilustra la entrada de los datos, a la acción; y simboliza el estado de las variables (es decir, sus valores) antes de efectuar la acción. Dentro del rectángulo suele describirse la acción propiamente tal. La flecha de salida simboliza el estado de las variables después de realizada la acción. Una instrucción de salto condicionado puede describirse por el siguiente símbolo: V condición F rótulov rótulof La flecha de entrada simboliza los valores de las variables que permiten determinar el valor lógico de la condición. Prof. Leopoldo Silva Bijit

6 Las flechas de salida van hacia puntos del diagrama de flujo, de acuerdo al valor de la condición. Puede demostrarse que cualquier algoritmo puede describirse, en forma gráfica, mediante diagramas de flujo que empleen las componentes básicas definidas antes. Debido a la gran libertad que implica saltar hacia cualquier instrucción, desde cualquier lugar del programa, los algoritmos secuenciados de esta forma son difíciles de entender y explicar. Para entender un programa, el programador debe mantenerse consciente de cómo las instrucciones son interpretadas por la máquina; ya que a medida que transcurre el tiempo van cambiando los valores de las variables; y, por lo tanto, los saltos dependen del valor de las condiciones en un determinado instante. La posibilidad de efectuar saltos hacia atrás; es decir, hacia segmentos previos, crea la situación que se esquematiza en el diagrama siguiente: V condición F rótulov rótulof El programador para revisar su código, debe tener presente que la evaluación de la condición C depende de la vía por la que se está ingresando en el test de la condición. En general, el esfuerzo intelectual para comprender en forma global un diagrama aumenta a medida que aumentan los bloques que tengan más de una entrada o más de una salida. La relación entre los distintos bloques de acciones sobre los datos, se denomina estructura de las acciones. También suele llamarse flujo del control. Puede decirse que mientras más compleja sea la estructura más difícil será mantener consciente la secuencia de acciones. En programación no sólo interesa producir un programa correcto; sino además interesa demostrar, de modo convincente la corrección de él. Existen numerosos métodos recientes de prueba y verificación de programas, pero sigue siendo importante para probar que un programa es correcto el entenderlo. Por estas razones, si bien las instrucciones descritas dan un gran número, casi ilimitado, de estructuras posibles, es conveniente e imperativo someterse a estructuras de control simple. Prof. Leopoldo Silva Bijit

7 Que en lo posible reduzcan el tiempo de análisis de un programa a un tiempo proporcional al número de instrucciones que lo componen. Es decir, que no existan bloques con entradas múltiples; o lo que es equivalente, que no existan saltos hacia atrás. De esta forma se podrán leer los programas de arriba hacia abajo sin saltos. Prof. Leopoldo Silva Bijit